JP2013070830A - ドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】限られたスペースに設置されるドラム式洗濯乾燥機であっても、高い洗浄力を得る。
【解決手段】衣類が収容され、回転中心が水平又は開口部側が高くなるように傾斜させたドラム３と、このドラムを回転駆動するモータ４と、前記ドラムを支持する筐体１を有し、前記ドラムの内周面にはリフター３ｂが設けられており、前記筐体の横幅寸法が６１０mm以下、前記筐体の奥行き寸法が７３０mm以下であって、乾燥運転時に、ドラムの回転とリフターにより前記衣類が持ち上がり重力で落下するような動きを繰り返しながら、前記ドラム内の衣類に温風を吹き付けるドラム式洗濯乾燥機において、前記ドラムの直径Ｄ（mm）と、前記ドラムの奥行き寸法Ｌｄ（mm）とが、０.５４≦（Ｄ／２）／Ｌｄ≦０.７６であって、前記ドラムの容積を７１（リットル）以上とし、前記乾燥時の前記ドラムの回転時間が１０秒から３０秒ごとに前記ドラムの回転方向を反転する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ドラムの回転軸が略水平に置かれるドラム式洗濯乾燥機に関するものである。

ドラム式洗濯乾燥機は、ドラム内に収容した衣類を、ドラム内周面に設けたリフターとドラムの回転による遠心力で持ち上げ、重力で落下するような動きを繰り返しながら洗濯、あるいは乾燥を行う。洗濯はドラム内に溜めた少量の洗濯水に衣類を落下させる、いわゆるたたき洗いで行われる。このため、ドラムの直径が大きいほど衣類の落下高さが高くなり、洗浄力が高くなる。下記特許文献１には、ドラムの直径Ｄとドラムの奥行き長さＬｄとが、
（Ｄ／２）／Ｌｄ＝０.９〜１.１
のドラム式洗濯乾燥機が記載されている。

特開２００７−２８２９６２号公報

上述した従来のドラム式洗濯乾燥機では、ドラム直径Ｄがドラム奥行き寸法Ｌの約２倍となっており、具体的には洗濯容量８kgの場合で、ドラム直径Ｄが６００mm、ドラム奥行き長さＬｄが２８０〜３１０mmが望ましいとしている。本洗濯乾燥機はドラム直径が大きいため、高い洗浄力を得ている。さらに、ドラム直径が大きいと、衣類が落下するときに広がりやすく、乾燥時の温風が衣類に満遍なくかかり、乾燥の省エネや仕上がりにも有効である。しかし、直径が大きなドラムを収容するためには、ドラム式洗濯乾燥機本体の横幅寸法を大きくする必要がある。上記の大きさのドラムの場合、本体の横幅寸法が６７０〜７００mm程度、奥行き寸法が６００〜６２０mm程度となる。

一方、一般家庭へのドラム式洗濯乾燥機の搬入性や設置性を考えると、本体の寸法は小さい方がよい。洗濯機の前側には使用者の作業スペースがあるため、本体の奥行き寸法に関しては設置上制約になることは少ないが、洗濯機置き場の横方向は壁や洗面台など動かせない物がある場合が多く、本体横幅寸法が大きすぎると設置できない。我々の調査によれば、本体の横幅寸法が６７０〜７００mmでは、設置できない家庭の割合が約２０％ある。本体の横幅寸法を６１０mm以下にすると、設置できない割合は約２％となる。

このように、設置性からは本体横幅寸法は６１０mm以下が望ましいが、この本体横幅の場合ドラム直径は５００〜５３０mmとなる。このため、衣類の落下高さが低くなり、高い洗浄力が得られない。洗浄力を高める方法として、洗い時間を長くする、水温を高くするなどの方法があるが、省エネ性や使い勝手の点から問題がある。このため、これらの方法によらずに洗浄力を高める方法が求められる。

本発明の目的は、限られたスペースに設置可能なドラム径が小さいドラム式洗濯乾燥機、またはドラム式洗濯機において、高い洗浄力とシワの少ない乾燥仕上がりを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、衣類が収容され、回転中心が水平又は開口部側が高くなるように傾斜させたドラムと、このドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムを支持する筐体を有し、前記ドラムの内周面にはリフターが設けられており、前記筐体の横幅寸法が６１０mm以下、前記筐体の奥行き寸法が７３０mm以下であって、乾燥運転時に、ドラムの回転とリフターにより前記衣類が持ち上がり重力で落下するような動きを繰り返しながら、前記ドラム内の衣類に温風を吹き付けるドラム式洗濯乾燥機において、前記ドラムの直径Ｄ（mm）と、前記ドラムの奥行き寸法Ｌｄ（mm）とが、０.５４≦（Ｄ／２）／Ｌｄ≦０.７６であって、前記ドラムの容積を７１（リットル）以上とし、前記乾燥運転時の前記ドラムの回転時間が１０秒から３０秒ごとに前記ドラムの回転方向を反転する。

本発明によれば、小さなドラム直径でも洗浄力が高く、乾燥仕上がりが良いドラム式洗濯乾燥機が提供できる。

実施例１のドラム式洗濯乾燥機を示す外観図である。 ドラム式洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。 ドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す側面図である。 ドラム式洗濯乾燥機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図である。 ドラムの寸法を示す断面図である。 リフターの詳細図である。 洗濯比容積と洗浄力指数の関係を示す実験結果である。 ドラム奥行き寸法Ｌｄと洗浄力指数の関係を示す実験結果である。 洗濯中のドラム内での洗濯物の落下状態を示す模式図である。 ドラム直径Ｄとドラム奥行き寸法Ｌｄ。 図２に示した洗濯乾燥機の制御系のブロック線図である。 図１０に示した制御系のコントローラにおけるマイクロコンピュータが実行する制御処理の一部を示すフローチャートである。 実施例１のドラム式洗濯乾燥機によるドラム３の回転時間と乾燥仕上がりの一例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、ドラム式洗濯乾燥機の例を説明する。

図１は実施例１におけるドラム式洗濯乾燥機１００の外観図である。図２は内部の構造を示すために筐体の一部を切断して示した斜視図、図３は内部の構造を示す側面図、図４は内部の構造を示すために背面カバーを取り外した背面図である。

本実施例のドラム式洗濯乾燥機１００は、衣類を収容し洗濯及び脱水、乾燥を行うドラム３と、このドラム３を回転させるモータ４と、ドラム３を支持する筐体１を備えている。ここで、外郭を構成する筐体１は、ベース１ｈの上に取り付けられており、左右の側板１ａ，１ｂ，前面カバー１ｃ，背面カバー１ｄ，上面カバー１ｅ，下部前面カバー１ｆで構成されている。左右の側板１ａ，１ｂは、コの字型の上補強材（図示せず），前補強材３７，後補強材（図示せず）で結合されており、ベース１ｈを含めて箱状の筐体１を形成し、筐体として十分な強度を有している。筐体１のサイズを横幅寸法Ｗｂ、奥行き寸法Ｄｂ、高さ寸法Ｈｂで表す。

また、衣類を出し入れするための投入口を塞ぐドア９が前面カバー１ｃの略中央に設けられ、前補強材に設けたヒンジ９ｃで開閉可能に支持されている。ドア開放レバー９ｂを引くことでロック機構（図示せず）が外れてドアが開き、ドアを前面カバー１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前補強材３７は、後述する外槽の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。ドア９の外槽開口部を閉じる部分は、乾燥時の熱に耐えられるよう凹状のガラス９ａでできている。

更に、筐体１の上部右側には、操作パネル６が設けられており、電源スイッチ１１，操作スイッチ１２，１３，表示器１４を備える。操作パネル６は、筐体１上部に設けた制御装置３８に電気的に接続している。

図５に示すように、ドラム３は、回転可能に支持された円筒状で、その外周面の胴板３ｅおよび背面の底板３ｄに通水および通風のための多数の貫通孔３ｆを有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部３ａを設けてある。胴板３ｅの前端部には胴板３ｅと同心状にドラム３と一体の流体バランサ３ｃを備えている。底板３ｄには、ドラム内側に放射状に出っ張った複数個所の凸状部３ｄ１が形成されており、その後側空間にドラムフランジ３ｇを装着する。ドラムフランジ３ｇの外周面は胴板３ｅに固定され、ドラム３と一体化している。

胴板３ｅの内側には軸方向に延びるリフター３ｂが複数個設けてあり、洗濯，乾燥時にドラム３を回転すると、衣類はリフター３ｂと遠心力で胴板３ｅに沿って持ち上がり、重力で落下するように動きを繰り返す。ドラム３の回転中心軸は、水平または開口部３ａ側が高くなるように傾斜している。ドラム３の胴板３ｅの直径をＤ、奥行き寸法をＬｄで表す。奥行き寸法Ｌｄは胴板３ｅの前端面から底板３ｄまでの長さである。

図６にリフター３ｂの詳細を示す。図６（Ａ）はリフター３ｂを最も下にして垂直に切断したドラム３の断面図である。図６（Ｂ）は、リフター３ｂをドラム３の中心軸方向から見た平面図である。リフター３ｂは、複数個の水抜き孔３ｂ４を有する頂部３ｂ１と、頂部３ｂ１の両側に頂部３ｂ１からドラム３の胴板３ｅ面に向い下る傾斜面３ｂ２を有している。リフター３ｂの奥行き寸法をＬｍ、前端の幅をＷｆ、後端の幅をＷｒ、頂部の幅をＷｔで表す。リフター３ｂの奥行き寸法Ｌｍは、凸状部３ｄ１とすき間Ｇｒ２、流体バランサ後端部とすき間Ｇｆを有するように設定してある。また、頂部３ｂ１の高さは後端からＬｒ間は略一定の高さＨｍで、それより手前側は最前部に向い高さが低くなっている。さらに、後端の幅Ｗｒより前端の幅Ｗｆの方が大きくなっている。したがって、傾斜面３ｂ２の傾斜は奥側の方が急で、手前側がなだらかになっている。

これは、本実施例では、ドラム３の回転中心軸は開口部３ａ側が高くなるように傾斜しており、洗濯や乾燥時に衣類がドラム３の奥側に集まりやすい。このため、リフター３ｂの奥側を高くし、かつ傾斜面３ｂ２の傾斜を急にすることで、奥側に集まった衣類を効率よく持ち上げることができる。一方、前側衣類は奥側に比べ少ないため、高さが低く緩やかな傾斜面のリフターでも容易に持ち上げることができ、前側衣類と奥側衣類の回転速度差が生じにくい。このため、洗濯や乾燥での布絡みの発生を抑制できる。なお、ドラム３の回転中心軸３が水平の場合は、リフター３ｂの高さは手前から奥まで一定の方が良い。

本発明では、ドラムの直径Ｄ（mm）と、前記ドラムの奥行き寸法Ｌｄ（mm）とが、
０.５４≦（Ｄ／２）／Ｌｄ≦０.７６
となっており、ドラム直径Ｄに対して奥行き寸法Ｌｄが大きい。Ｌｄが長いドラム３は、ドラム３内の前側と奥側衣類の動きに差が生じやすく、布絡みが発生しやすい。我々は、Ｌｄ長いドラムの場合、リフター３ｂの奥行き寸法Ｌｍは、ドラム奥行き寸法Ｌｄから流体バランサ３ｃの奥行き寸法Ｌｂを引いた寸法に対して０.７５から０.８５程度に設定し、Ｌｒ／Ｌｍを０.２５から０.３程度とするとよいことを見出した。なお、リフター３ｂの高さＨｍは３５mmから４５mm（より望ましくは約４０mm）が洗濯時のモータトルクや布動きの点で好適であった。こうすることで、ドラム３内の前側衣類と奥側衣類の回転速度差が付きにくく、かつ効率よく持ち上げることができ、布絡みが少なく、かつ高い洗浄力を得ることができる。

リフター３ｂの後端面３ｂ３は傾斜面になっており、頂部３ｂ１の後端部と凸状部３ｄ１とのすき間Ｇｒ１はＧｒ２よりも大きくなっている。脱水時にドラム３が高速回転すると、遠心力で衣類は胴板３ｅに張り付き、後端面３ｂ３と凸状部３ｄ１の間にも衣類が挟まる。脱水終了後、ドラム３を低速で回転させながら、衣類を胴板３ｅから剥がす動作を行う。洗濯のみの場合は、衣類が剥がれなくても大きな問題はない。しかし、脱水の後に乾燥を行う場合、後端面３ｂ３と凸状部３ｄ１の間に衣類の一部が挟まったまま取れないと、挟まった部分はドラムと同じ速度で回転するのに対し、剥がれた部分は滑りや他の衣類の影響で挟まった部分と速度差が生じ、衣類に捩じれや絡みが発生してしまう。このため、長袖シャツやズボンなど長い部分を有する衣類では、きつい縦ジワが発生し、乾燥の仕上がりが大幅に悪化してしまう。しかし、本実施例のようにすき間Ｇｒ１をＧｒ２より大きくすることで、脱水後の剥がし動作でリフター３ｂがドラムの上部に行くと、すき間にはさまった衣類は重力で簡単に脱落するため、衣類が挟まったまま乾燥運転をすることがなく、絡みや捩じれに起因するシワの発生を防ぐことができる。

また、洗濯水を溜めるための円筒状の外槽２が、筐体１に支持され、ドラム３を同軸上に内包し、前面は開口し、背面の外側中央にモータ４を取り付ける。モータ４の回転軸４ａは、外槽２を貫通し、ドラムフランジ３ｇの中央部と結合している。外槽２の前面開口部には外槽カバー２ｄを設け、外槽内への貯水を可能としている。外槽カバー２ｄの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部２ｃを有している。本開口部２ｃと前補強材３７に設けた開口部は、ゴム製のベローズ１０で接続しており、ドア９を閉じることでドア９のガラス９ａがベローズ１０のリップ部に接触し、外槽２を水封する。また、ドア９を閉じると、凹状のガラス９ａの先端が外槽カバー２ｄの開口部２ｃ及びドラム３の開口部３ａを塞ぐようになる。この時、ガラス９ａの先端とドラム３の前端（流体バランサ３ｃの前端部）との軸方向位置を略一致させており、ガラス９ａの外周部と外槽カバー２ｄとのすき間に洗濯物が入り込まないように配慮してある。

外槽２底面最下部には、排水口２ｂが設けてあり、排水ホース２６が接続されている。排水ホース２６の途中には循環ポンプ２２，糸屑フィルタ２３，排水弁２１が設けてあり、排水弁２１を閉じて給水することで外槽２に水を溜め、排水弁２１を開いて外槽２内の水を機外へ排出する。

筐体１内の上部左側には、洗剤容器７が設けられており、図１の二点鎖線で示すように開閉式のふた７ａを開けて洗剤類を入れる。洗剤容器７は、粉末洗剤，液体洗剤，柔軟仕上げ剤などを別々に投入できるよう、内部が複数の部屋に区切られている。

筐体１内の上部後方には給水電磁弁１６や風呂水給水ポンプ１７，水位センサ１８など給水に関連する部品を設けてある。上面カバー１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口１６ａ，風呂の残り湯の吸水ホース接続口１７ａが設けてある。給水電磁弁１６や風呂水給水ポンプ１７と洗剤容器７とは、給水パイプで接続されている。洗剤容器７は外槽２に接続されており、給水電磁弁１６を開く、あるいは風呂水給水ポンプ１７を運転することで、洗剤容器７を経由して外槽２に水道水あるいは風呂水を供給する。使用者が洗剤容器７に投入した洗剤類は、水とともに外槽２の底部に供給されるようになっており、未溶解の粉末洗剤や高濃度の液体洗剤、柔軟仕上げ剤などが直接ドラム３内の衣類にかかり、色落ちや色むらが発生しないようにしている。

循環ポンプ２２は吐き出し口を２個有しており、循環ポンプ２２の回転方向を切り替えることにより、吐き出し口の切り替えが可能である。これにより、洗剤溶かしと洗濯水の洗濯物への散布が可能となっている。洗剤を溶かす時は、循環ポンプ２２を逆回転させる。外槽２の底部に供給された未溶解の粉末洗剤を含んだ少量の水は、排水口２ｂから糸屑フィルタ２３を通り循環ポンプ２２に入り、吐き出し口２２ｂから循環水ホース２５ｂを通り外槽２（外槽カバー２ｄ）の底部に戻るよう循環する。この時、循環ポンプ２２内で未溶解の洗剤と水が強力に撹拌され、効率よく洗剤を溶かし、高濃度の洗剤液を生成することができる。一方、洗濯中は水循環ポンプ２２を正回転させる。外槽２の底部に溜まった洗濯水は排水口２ｂから糸屑フィルタ２３を通り循環ポンプ２２に入り、吐き出し口２２ａから循環水ホース２５ａを通り外槽カバー２ｄの上部に設けた散水口からドラム３内に散水され、外槽２の底部に戻るように循環する。これにより、洗濯水を洗濯物に万遍なく降りかけることができるため、高い洗浄力やすすぎ性能が得られるとともに、少ない洗濯水を循環ポンプ２２で循環させ繰り返し使用するため節水が可能である。

糸屑フィルタ２３は、下部前面カバー１ｆに設けた扉１ｇを開けることで容易に着脱できる。

外槽２の後部の最下部にはエアトラップ２４が設けてあり、チューブ１８ａで水位センサ１８と接続し、外槽２内の水位を検出する。

外槽２は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション５（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽２の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽２の前後方向への倒れを防ぐ。

乾燥ダクト２９が、筐体１の背面内側に縦方向に設置されており、そのダクト下部は外槽２の背面下方に設けた吸気口２ａにゴム製の蛇腹管２９ａで接続されている。乾燥ダクト２９内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、給水電磁弁１６から水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト２９の壁面を伝わって流下し、吸気口２ａから外槽２に入り排水口２ｂから排出される。

乾燥ダクト２９の上部は、筐体１内の上部右側後方に設置した乾燥フィルタ８に接続している。乾燥ダクト２９から乾燥フィルタ８へ入った空気は、乾燥フィルタ８のメッシュフィルタで糸屑が除去される。乾燥フィルタ８の掃除は、図１の一点鎖線で示すように乾燥フィルタ８を上方に引き抜いて行う。また、乾燥フィルタ８は吸気ダクト３３に接続されており、吸気ダクト３３の他端は送風ユニット２８の吸気口と接続している。

本実施例では、ドラム３内に風を吹き付ける手段が、筐体１内であってドア９側から見てドラム３の回転軸に対し右上に設けられており、モータ４によりドラム３を右回りに回転させたり左回りに回転させたりを繰り返しているときに、ドラム３の回転によって持ち上げられた衣類に風を吹き付けて乾燥させる。ここで、上記風を吹き付ける手段は、送風ユニット２８と、この送風ユニット２８の吐き出し側に設けられて風を加熱するヒータ３１と、ヒータ３１の下流に設けられた温風吹き出し口３２と、これらを接続する風路とで構成されている。

送風ユニット２８は、駆動用のファンモータ２８ａ，ファン（図示せず），ファンケース２８ｂで構成されている。ファンケース２８ｂにはヒータ３１が内蔵されており、ファンから送られる空気を加熱する。送風ユニット２８の吐出口は温風ダクト３０に接続されている。温風ダクト３０は、ゴム製の蛇腹管３０ａ，蛇腹管継ぎ手３０ｂを介して外槽カバー２ｄに設けた温風吹き出し口３２に接続している。

本実施例では、温風吹き出し口３２の面積を乾燥ダクト２９や温風ダクト３０、乾燥フィルタ８などの風路面積に比べ小さくするとともに、ファンモータ２８ａを高速回転して高圧力の空気を発生させている。これにより、温風吹き出し口３２から高速の風をドラム内に吹き出し、この高速の風を衣類に吹き付けて、風の力で衣類に発生するしわを伸ばすことができる。ここで、高速の風とは、例えば４５ｍ／ｓ以上である。また、送風ユニット２８が筐体１内の上部右側に設けてあるので、温風吹き出し口３２は外槽カバー２ｄの右斜め上の位置に設け、温風吹き出し口３２までの距離を極力短くするようにしてある。このため、圧力損失の増加を防ぐことができ、効率よく高速の風を衣類に吹き付けることが可能となる。

排水口２ｂ，送風ユニット２８の吸気口及び温風吹き出し口３２の手前には温度センサ（図示せず）が設けてある。

乾燥運転時の風の流れは次のようになる。送風ユニット２８を運転し、ヒータ３１に通電すると、温風吹き出し口３２からドラム３内に高速の温風が吹き込み（矢印４１）、湿った衣類に当たり、衣類を温め衣類から水分が蒸発する。乾燥運転中は、ドラム３を正逆回転させているので、リフター３ｂにより衣類が温風吹き出し口３２の付近まで持ち上がった状態で、衣類に高速の風が当たる。このとき温風吹き出し口３２と衣類との距離が最も短くなるので、高速の風で衣類のしわを伸ばすことができる。高温多湿となった空気は、ドラム３に設けた貫通孔３ｆから外槽２に流れ、吸気口２ａから乾燥ダクト２９に吸い込まれ、乾燥ダクト２９を下から上へ流れる（矢印４２）。乾燥ダクト２９の壁面には、水冷除湿機構からの冷却水が流れ落ちており、高温多湿の空気は冷却水と接触することで冷却除湿され、乾いた低温空気となり乾燥フィルタ８へ入る。乾燥フィルタ８に設けたメッシュフィルタを通り糸屑が取り除かれ、吸気ダクト３３に入り、送風ユニット２８に吸い込まれる（矢印４３）。そして、送風ユニット２８で加圧された後ヒータ３１へ流れ（矢印４４）再度加熱され、ドラム３内に吹き込むように循環する。尚、空気加熱手段のヒータ３１および空気除湿手段の水冷除湿機構の代わりに、ヒートポンプを用いても良い。

以上のように構成されたドラム式洗濯乾燥機１００の洗浄力とドラムの容積，ドラム直径，ドラム奥行き寸法の関係について説明する。なお、ドラム容積には、ドラム直径とドラム奥行き寸法から求められる計算容積と、計算容積からドラム３内に取り付けられている流体バランサ３ｃやリフター３ｂ，底板３ｄの出っ張り部などの容積を引いた実容積がある。実際に衣類が存在できて洗浄に影響するのは実容積なので、以下の説明では実容積を使用する。説明は、ドラム容積６５〜８６Ｌ（リットル）、ドラム直径Ｄ＝５００〜６００mm、ドラム奥行き寸法Ｌｄ＝２７５〜３９４mmの数種類のドラムについて、洗濯物の質量９kgの条件で実験した結果に基づいて行う。

図８は、ドラム容積を洗濯物質量で割った値（以下、洗濯比容積と呼ぶ）と洗浄力指数の関係を示す。洗浄力指数は、値が大きいほど洗浄力が高く、ＪＩＳ規格の家庭用電気洗濯機の性能測定法（ＪＩＳ Ｃ ９８１１）に規定された標準洗濯機の洗浄力を１とした値である。洗濯機としては洗浄力指数０.８以上必要で、洗浄力指数が０.９以上あればほぼ満足のいく洗浄力である。本検討の範囲では、洗濯比容積が大きいほど洗浄力指数が増加するが、洗濯比容積が約８.３Ｌ／kgより大きくなると洗浄力指数の増加率が低下し、洗浄力向上のために必要以上にドラム容積を増やしても、その効果が小さくなることがわかる。図から、洗浄力指数０.８以上を得るためには洗濯比容積が約７.８８Ｌ／kg以上必要で、洗浄力指数０.９以上を得るためには洗濯比容積が約８.２２Ｌ／kg以上必要なことがわかる。洗濯物質量９kgの場合、ドラム容積は洗浄力指数０.８以上を得るためには約７１Ｌ以上、洗浄力指数０.９以上では約７４Ｌ以上となる。また、洗濯物質量８kgでは、洗浄力指数０.８以上でドラム容積は約６３Ｌ以上、洗浄力指数０.９以上で約６６Ｌ以上、洗濯物質量７kgでは、洗浄力指数０.８以上で約５５Ｌ以上、洗浄力指数０.９以上で約５８Ｌ以上とすればよい。

図７は、ドラム直径Ｄをパラメータにドラムの奥行き寸法Ｌｄと洗浄力指数の関係をまとめたものである。ドラム直径が大きいほど洗浄力が高い。このことは、ドラム式洗濯機の洗浄は洗濯物の落下によるたたき洗いによるもので、落下高さが高いほど洗浄力が高くなるという従来からよく知られた結果である。一方、ドラム奥行き寸法Ｌｄが大きいほど洗浄力が高いことがわかる。この理由は次の通りである。

図９は、ドラム奥行き寸法の違いによる洗い時のドラム内の洗濯物の状態を示す模式図である。図９（Ａ）はドラム奥行き寸法Ｌｄが小さい場合を、図９（Ｂ）はＬｄが大きい場合を示す。洗濯物の量は両者同一で、ドラムは図中の回転方向の矢印で示す方向に回転している。また、簡単のために、洗濯物はドラム３内に均一に分布しているとして説明する。ドラム内の矢印は衣類がドラムの上方に持ち上げられ落下することを示す。ドラム奥行き寸法Ｌｄが小さいと、洗濯物の層の厚さｔが厚くなり、このため洗濯物の落下高さｈが低くなる。これに対して、Ｌｄが大きいと、洗濯物は奥行き方向に分散するため、洗濯物の層の厚さｔが薄くなり、結果として落下高さｈが高くなる。このため、奥行き寸法Ｌｄを大きくすると、同じドラム直径でも落下高さが高くなるため、洗浄力が向上する。また、奥行き寸法Ｌｄが大きいと衣類の落下領域が増加（図では衣類の落下を示す矢印の本数で表現）することによって、洗浄力がさらに向上する。

したがって、ドラム直径Ｄが小さくても、ドラム奥行き寸法Ｌｄを適切に設定すると、ドラム直径が大きいドラムと同等の洗浄力を得ることが可能である。例えば、図８の結果から、ドラム直径Ｄが６００mmで奥行き寸法Ｌｄが２９３mmのドラムの洗浄力（図中ｘ点）に対し、ドラム直径Ｄを５２５mmと小さくしても奥行き寸法Ｌｄを３９４mmと大きくすることで（図中ｙ点）ほぼ同等の洗浄力が得られることが分かる。また、ドラム直径Ｄが５２５mmの方が洗濯物の層が薄く奥行き方向に衣類が分散しているため、洗いむらが少ないという利点もある。実験では約２０％洗いむらが減少した。

次に、ドラム式洗濯乾燥機の一般家庭での使用場所への設置性が良く、洗浄力が高いドラム３の大きさについて説明する。洗浄力を高めるためには、ドラム直径Ｄとドラム奥行き寸法Ｌｄを大きくすればよいが、設置性や使い勝手を考えるとＤとＬｄには上限値が存在する。

課題でも述べたように、設置性には筐体１の奥行き寸法Ｄｂより横幅寸法Ｗｂの方が影響が大きく、Ｗｂが６００mm以下であれば、設置できない割合は約２％となる。そこで、この横幅で収容可能な最大のドラム直径について以下で述べる。

ドラム３は外槽２内で回転するため、両者には径方向にすき間を設ける必要がある。この径方向すき間を小さくするためには、ドラム３と外槽２に高い寸法精度が求められ、製品のコストアップにつながる。また、すき間が小さすぎると、脱水時の風損の増大により消費電力が増加してしまう。さらに、外槽２は一般的にプラスチック製で、射出成型により製造するが、型の抜き勾配のために外槽カバー２ｄとの結合部の内径が最も大きくなる。これらのことから、ドラム３と外槽２との半径すき間は２５mm程度、つまり直系の差は５０mm程度必要である。

脱水時には洗濯物の不釣り合いのためにドラム３及び外槽２が振動する。外槽２は筐体１に対してサスペンション５で防振支持されており、外槽２の振動を抑えるとともに、振動が筐体１を通して床へ伝わるのを防止している。ドラム３が停止状態から回転数を上昇していくと、毎分１５０から４００回転程度で共振を通過する。この時、外槽２の左右方向の振動が大きいと、外槽２は筐体１の左右側板１ａ，１ｂに衝突して異音が発生してしまうため、左右側板１ａ，１ｂと外槽２の外周面との間にすき間を設けておく必要がある。共振時の左右振動を小さくするために、脱水起動時に洗濯物がドラム３の胴板３ｅに均一に張り付くように、高度なドラム回転速度制御を行い、洗濯物の不釣り合いを極力少なくするようにしている。また、防振支持を適正化し左右振動を低減している。しかしながら、洗濯物は種々雑多であり均一に胴板３ｅに張り付いたとしても、材質の違いで不釣り合いが生じることもあり、振動をなくすことは困難である。このため、筐体１の横幅寸法Ｗｂと外槽２とのすき間は片側で２０mm程度は必要である。

これらのすき間を考慮すると、筐体１の横幅寸法Ｗｄが６１０mmの場合、ドラム直径Ｄは最大でも５３０mmとなる。

一方、筐体１の奥行き方向寸法Ｄｂに関しては、横幅寸法Ｗｂより設置性への影響は少なく、設置した状態で筐体１の前側に使用者の作業スペースが確保でき、かつドア９を開ければよい。ただし、防水パンへの設置する場合は、防水パンの奥行き寸法以下にする必要があるが、図３に示すように筐体１のベース１ｈの奥行き寸法を防水パンへ入るように設定すれば、上部の奥行き寸法は防水パンより大きくても構わない。我々の調査によれば、奥行き寸法Ｄｂが７３０mmの場合、設置できない家庭の割合が約１０％で、これ以上大きくなると設置できない家庭が大幅に増加する。奥行き寸法Ｄｂは７３０mm以下に抑えた方がよい。

外槽２の前側にはドア９があり、外槽２の後ろ側には駆動部であるモータ４や、乾燥ダクト２９が設けてあるため、これらの奥行き寸法を筐体１の奥行き寸法Ｄｂから引き、さらに外槽２の前後方向の振動振幅分を引いた値が外槽２の奥行き寸法となる。また、外槽２とドラム３の奥行き方向のすき間は径方向のすき間と同程度必要なため、ドラム３の奥行き寸法Ｌｄは、外槽２の奥行き寸法から５０mm程度引いた値となる。さらに、ドラム３への洗濯物の出し入れのしやすさから、ドラム３の回転中心軸を傾斜させ、ドラム３の前側を高くしたドラム式洗濯乾燥機では、傾斜のためのスペースも必要で、その分外槽２の奥行き寸法を小さくする必要がある。

したがって、洗浄力を高めるためには、外槽２の前後にある部品の扁平化や、外槽２の前後方向の振動振幅を小さくするなどで、ドラム３の奥行き寸法Ｌｄを大きくすればよい。しかし、ドラムの奥行き寸法Ｌｄが大きすぎるとドラムの奥側にある洗濯物に手が届かず、使い勝手が大幅に悪化してしまう。使い勝手を考慮するとドラム奥行き寸法Ｌｄは最大でも４４０mm、望ましくは４００mm以下にする必要がある。

図１０は、図８の結果から洗浄力指数０.８と０.９が得られるドラム直径Ｄとドラム奥行き寸法Ｌｄの関係を示したものである。上述のように、設置性と使い勝手を考慮し、ドラム直径Ｄが５３０mm以下、ドラム奥行き寸法Ｌｄが４４０mm以下とする。

まず、洗濯機として最低限必要な洗浄力指数０.８を得るためには、図中のａｂｃで囲まれた範囲にドラム直径Ｄとドラム奥行き寸法Ｌｄを設定すればよい。具体的には、Ｄが５３０mmの場合はＬｄが３５０mmとなり、Ｌｄが４４０mmの場合はＤが４７７mmとなる。これらの値を（Ｄ／２）／Ｌｄで表すと０.５４から０.７６の範囲となる。また、望ましい奥行き寸法Ｌｄ４００mmではＤが４９８mmとなり（Ｄ／２）／Ｌｄは０.６２から０.７６の範囲となる。なお、図６で述べたように、ドラム容積は洗濯物質量９kgの場合で７１Ｌ以上、８kgの場合で６３Ｌ以上、７kgの場合で５５Ｌ以上必要である。

一方、ほぼ満足のいく洗浄力指数０.９を得るためのドラム直径Ｄとドラム奥行き寸法Ｌｄは図中のａｄｅで囲まれた範囲内となる。Ｄが５３０mmの場合はＬｄが３７９mm、Ｌｄが４４０mmではＤが５１５mmとなる。（Ｄ／２）／Ｌｄの値は０.５６から０.７０の範囲となる。Ｌｄが４００mmではＤが５１５mmとなり（Ｄ／２）／Ｌは０.６４から０.７０の範囲となる。この場合のドラム容積は洗濯物質量９kgの場合で７４Ｌ以上、８kgの場合で６６Ｌ以上、７kgの場合で５８Ｌ以上必要である。

以上述べた（Ｄ／２）／Ｌｄの範囲のドラム寸法，ドラム容積とすることで、限られたスペースに設置されるドラム式洗濯乾燥機でも、高い洗浄力を得られる。

図１１は、本実施例のドラム式洗濯乾燥機の制御装置３８のブロック図である。５０はマイクロコンピュータで、各スイッチ１２，１３に接続される操作ボタン入力回路５１や水位センサ１８，温度センサ５２と接続され、使用者のボタン操作や洗濯工程，乾燥工程での各種情報信号を受ける。マイクロコンピュータ５０からの出力は、駆動回路５４に接続され、給水電磁弁１６，排水弁２１，循環ポンプ２２，モータ４，送風ユニット２８，ヒータ３１などに接続され、これらの開閉や回転，通電を制御する。また、使用者に洗濯機の動作状態を知らせるための７セグメント発光ダイオードもしくは液晶の表示器１４や発光ダイオード５６，ブザー５７に接続される。

前記マイクロコンピュータ５０は、電源スイッチ１１が押されて電源が投入されると起動し、図１２に示すような洗濯および乾燥の基本的な制御処理プログラムを実行する。

ステップＳ１０１
洗濯乾燥機の状態確認及び初期設定を行う。

ステップＳ１０２
操作パネル６の表示器１４を点灯し、操作ボタンスイッチ１３からの指示入力にしたがって洗濯／乾燥コースを設定する。指示入力がない状態では、標準の洗濯／乾燥コースまたは前回実施の洗濯／乾燥コースを自動的に設定する。

ステップＳ１０３
操作パネル６のスタートスイッチ１２からの指示入力を監視して処理を分岐する。

ステップＳ１０４
スタートスイッチ１２が押されたら、布量センシングを実施する。布量センシングは、例えば、ドラム３を低速で回転させ、あるいは規定の回転数まで加速させ、そのときのモータ４の電流値から測定する。そして、表示器１４に洗剤量や洗い時間，すすぎ回数，脱水時間，洗濯乾燥が終了するまでの時間などを表示する。使用者は、洗剤量表示を参考に、ふた７ａを開け洗剤容器７に適量の洗剤を洗剤投入室に入れる。必要に応じて、柔軟仕上げ剤を柔軟仕上げ剤投入室に入れる。

ステップＳ１０５
給水電磁弁１６を開き、洗剤容器７へ水道水を給水し、粉末洗剤を外槽２の底部に流す。洗剤溶かし水位まで給水したことを水位センサ１８で検知したら給水を停止する。この水位は、この次の洗剤溶かし工程（ステップＳ１０６）で生成される洗い水の洗剤濃度が、最大で１０倍となるように設定している。洗剤濃度は洗剤メーカの指定標準濃度（一般の粉末合成洗剤では水３０リットルに洗剤２０グラムを溶かしたときの濃度）を１倍と定義している。洗剤濃度を１０倍としたのは、洗剤濃度が高すぎると、洗剤に含まれる蛍光増白剤による衣類の色むら（紫外線を当てると特に顕著）が発生するという問題があるためである。この色むらを目立たなくするには、洗剤濃度を１０倍以下に抑える必要がある。

ステップＳ１０６
循環ポンプ２２を逆回転させ洗剤溶かしを実行する。洗剤は循環ポンプ２２で攪拌され溶解していき、高洗剤濃度の洗い水が生成される。洗剤溶かしの時間は１分間から２分間である。

ステップＳ１０７
予洗いを実行する。ドラム３を低速で正逆回転させながら、循環ポンプ２２を正回転させ、外槽２の底部に生成した高濃度の洗い水を外槽カバー２ｄの上部に設けた散水口からドラム３内の洗濯物に散布する。高濃度の洗い水は、洗剤の浸透作用で洗濯物にむら無く行き渡る。また、油汚れに対する溶解力が強いため、洗濯物から汚れを浮き上がらせる効果が非常に大きく、次工程の本洗いで容易に汚れを落とすことができる。洗濯物に洗い水が含まれた分外槽２内の水位が低下するので、給水電磁弁１６を開き、外槽２内に給水を行いながら既定の水位になるまで予洗いを継続する。

ステップＳ１０８
本洗いを実行する。ドラム３を低速で正逆回転させながら循環ポンプ２２を正回転させて外槽２の底部に溜まった洗い水を散水口から洗濯物に降り掛けるように循環する。本実施例では、ドラムの奥行き寸法Ｌｄが大きいので、断水口形状は、洗い水がドラム３の前側から奥側まで散水されるようにしてあり、洗濯物にむらなく洗い水が行き渡るようになっている。

ステップＳ１０９
第１回目のすすぎを実行する。先ず、排水弁２１を開き外槽２内の水を排水した後、ドラム３を一方向に高速回転させて洗濯物に含まれている洗い水を遠心脱水する。

その後、給水電磁弁１６を開き、設定水位になるまで外槽２底部に給水する。次に、本洗いと同様、ドラム３を正逆回転させながら、循環ポンプ２２を正回転して、外槽２の底部に溜まったすすぎ水を散水口から洗濯物に振り掛けるように循環し、すすぎを実行する。

ステップＳ１１０
すすぎ回数は、ステップＳ１０２で設定した回数行うが、ここではすすぎ回数を２回とした場合について述べる。第２回目（最終）すすぎを実行する。柔軟剤投入室に柔軟仕上げ剤が投入されていると、最終すすぎの給水時に柔軟仕上げ剤が外槽２内へ供給される。これ以外の動作は、第１回目のすすぎと同様なので、説明を省略する。

ステップＳ１１１
洗濯乾燥コースが設定されているかどうかを確認して処理を分岐する。洗濯コースのみが設定されている場合はステップＳ１１２を実行し、洗濯乾燥コースが設定されている場合はステップＳ１１３を実行する。

ステップＳ１１２
最終脱水を実行する。ドラム３を一方向に高速回転させて洗濯物に含まれているすすぎ水を遠心脱水する。規定時間脱水を実行したら、ドラム３を停止する。そして、ドラム３を低速回転で正逆回転させ、脱水時に遠心力でドラム３の胴板３ｅに張り付いた洗濯物を落下させて運転を終了する。

ステップＳ１１３
洗濯乾燥コースが設定されている場合は、ステップＳ１１２より高速回転の高速脱水を実行し、衣類の残水量を減らす。このとき、送風ユニット２８を低速回転で運転し、ヒータ３１に通電して温風をドラム３内に吹き込み衣類の温度を上昇させてもよい。衣類が暖まり衣類から効果的に水分を脱水できる（温度が上がると水の表面張力が低下するため効率よく脱水できる）。

ステップＳ１１４
乾燥運転を実行する。送風ユニット２８を回転させ、ヒータ３１に通電し、ドラム３を予め決められた回転数、回転時間で正逆回転を繰り返し、ドラム３内の衣類の位置を入れ替えながら、高速の温風を衣類に吹き付ける。衣類全体の温度が上昇し衣類から水分が蒸発するとともに、衣類のしわを伸ばしながら乾燥が進行する。

本発明の洗濯乾燥機はドラム３の奥行き寸法Ｌｄが大きいことが特徴である。このようなドラムでは、ドラム３内の前側と奥側の衣類の速度差が生じ布絡みや捩じれが生じやすく、布絡みや捩じれが生じにくいリフター３ｂの形状，寸法については上述した通りである。しかし、乾燥仕上がりを良くするためには、リフター３ｂの形状だけでなく、乾燥運転中のドラム３の正逆回転の回転時間を適正に設定する必要がある。

図１３は、直径Ｄが５３０mm、奥行き寸法Ｌｄが３９４mmのドラム式洗濯乾燥機で２kgの衣類を洗濯乾燥した場合の、正逆回転時間と綿１００％のカジュアルシャツの乾燥仕上がりの一例である。ドラムの回転数や風量，風速はすべて同じで、図中に示した回転時間ごとに回転方向を反転しながら乾燥を行った。図から明らかなように、回転時間が短くなるに従い袖のシワが減少している。長袖やズボンなどの長い衣類は、ドラムの前側から奥側に渡り位置する可能性が高く、ドラム３内の前側と奥側のわずかな速度差により、長袖やズボンが徐々に捩じれ始める。長袖やズボンが捩じれると紐のように細くなり非常に絡みやすくなる。このため、回転時間が長いほど捩じれや絡みが激しくなり、仕上がりが悪化するのである。衣類はドラム３の正逆回転で対称的な動きをすることはまずないため、一度捩じれた衣類が元に戻る確率は非常に小さい。このように、回転時間は短い方が捩じれを低減できるが、回転時間が１０秒より短くなると衣類の動きが小さくなり、衣類に十分に風が当たらず水分が蒸発しにくくなり乾燥の消費電力量が増加してしまう。さらに、衣類が広がりきらずに全体に大きなシワが生じ仕上がりも悪化する。

以上から、本発明の奥行き寸法Ｌｄが大きなドラム式洗濯乾燥機では、乾燥運転時のドラム３の回転時間を望ましくは１０秒以上で３０秒以下、更に望ましくは１５秒から２０秒に設定すれば、シワの少ない乾燥仕上がりを得られる。回転時間は、乾燥運転を通して一定でも、乾燥運転の途中で上記の範囲で可変にしてもよい。例えば、乾燥運転の前半の回転時間を１５秒、乾燥運転の後半を３０秒とする。乾燥運転前半は衣類が湿っており、衣類のかさが小さくドラム内での布動きが大きいため、布絡みが発生しやすい。このため、回転時間を短くし布絡みを抑制する。乾燥運転の後半は衣類の水分が少なくなり、衣類のかさが増え、ドラム内で衣類が動きにくくなるため、回転時間を長くして衣類を大きく動かし、温風を衣類に万遍なく吹き付け、水分を効率よく蒸発させる。このようにすると、シワの少ない仕上がりと乾燥効率の向上を実現できる。

また、ドラムの回転数は、低すぎると衣類がドラム内で持ち上がらず、高すぎるとドラムの胴板に張り付いてしまうため、最適値が存在する。回転数の最適値は、ドラム直径や布量により変わるが、直径が５００mmから５３０mmのドラムの場合（上記本実施例では直径５３０mm）、毎分４７から５５回転程度に最適値がある。

なお、ドラム直径に対して奥行き寸法が短い、直径６００mm，奥行き寸法２９４mmのドラム式洗濯乾燥機では、回転時間６０秒と１５秒の乾燥仕上がりの差はほとんどなく、捩じれや布絡みに対して回転時間の影響は非常に小さい。

また、本実施例では、風速４５ｍ／ｓ以上の高速の温風を吹き付けるので、ドラム奥行き寸法が大きくても、ドラム３の奥側にある衣類にまで温風を当てることが可能であり、乾きムラの抑制効果が期待できる。特に、開口部側から底板３ｄ領域内に向かって温風が流れるようにすれば、底板３ｄ付近にある衣類にも温風が当たりやすくなるので、仕上がりの向上が期待できる。また、ドラム３の径が小さくて上下方向に広がるスペースが小さくても、衣類が奥側に広がるスペースがあるため、高速の風の力で衣類のしわが伸ばされる効果もある。

乾燥は、温度センサにより温風や冷却水排水温度を監視しながら実行し、温度変化の割合が所定の値になったときに終了する。

１ 筐体
２ 外槽
２ａ 吸気口
２ｄ 外槽カバー
３ ドラム
３ｂ リフター
３ｃ 流体バランサ
３ｄ ドラム底板
３ｅ ドラム胴板
４ モータ
６ 操作パネル
８ 乾燥フィルタ
９ ドア
１６ 給水電磁弁
２２ 循環ポンプ
２８ 送風ユニット
２８ａ ファンモータ
２８ｂ ファンケース
２９ 乾燥ダクト
３１ ヒータ
３２ 温風吹き出し口
３３ 吸気ダクト
３８ 制御装置

Claims (2)

1. 衣類が収容され、回転中心が水平又は開口部側が高くなるように傾斜させたドラムと、このドラムを回転駆動するモータと、前記ドラムを支持する筐体を有し、前記ドラムの内周面にはリフターが設けられており、前記筐体の横幅寸法が６１０mm以下、前記筐体の奥行き寸法が７３０mm以下であって、ドラムの回転とリフターにより前記衣類が持ち上がり重力で落下するような動きを繰り返しながら、洗濯あるいは乾燥を行うドラム式洗濯乾燥機において、
   前記ドラムの直径Ｄ（mm）と、前記ドラムの奥行き寸法Ｌｄ（mm）とが、
   ０.５４≦（Ｄ／２）／Ｌｄ≦０.７６
   であって、前記ドラムの容積が７１（リットル）以上であり、
   前記乾燥時の前記ドラムの回転時間が１０秒から３０秒ごとに前記ドラムの回転方向を反転することを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
2. 請求項１において、前記リフターの後端面と前記ドラムの底面とにすき間を有し、このすき間は前記ドラムの中心軸方向に向い広がっていることを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。